介紹電池的結(jié)構(gòu)、電池隔膜的作用！
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-06-23 20:37
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隔膜是構(gòu)成電池的基本材料之一，置于電池的正負(fù)電極之間，有利于提高電池的比容量和比能量，降低電池的內(nèi)阻。好的電池隔膜對于電子絕緣性、離子導(dǎo)電性、材料的厚度和均勻性、力學(xué)強(qiáng)度、耐堿性、透氣性以及電化學(xué)穩(wěn)定性都有要求。
1、電池結(jié)構(gòu)
電池主要由正極、負(fù)極、隔板、電解液四部分構(gòu)成，隔膜是特殊形式的隔板。在使用隔膜之前，漿糊紙?jiān)米鞲舭鍙V泛應(yīng)用于糊式電池和紙板電池中，當(dāng)電池工業(yè)發(fā)展到堿性電池、二次電池之后，以前的漿糊紙已經(jīng)無法滿足電池設(shè)計(jì)的要求，在多種指標(biāo)上均占優(yōu)勢的隔膜就成為主要使用的隔板了。
2、電池隔膜的作用
電池隔膜是電池結(jié)構(gòu)中最重要的一部分，它作為電池的正負(fù)極之間的隔離板，首先它必須具備良好的電絕緣性，其次由于它在電解液中處于浸濕狀態(tài)，必須具備良好的耐堿性，并且要有良好的透氣性等。因此電池制造商在選擇隔膜時多選用在較廣的溫度范圍內(nèi)（-55℃～85℃）保持電子穩(wěn)定性、體積穩(wěn)定性、和化學(xué)穩(wěn)定性，對電子呈高阻，對離子呈低阻，便于氣體擴(kuò)散的盡量薄的隔離板。隔膜性能的好壞在很大程度上將影響電池的循環(huán)壽命和自放電狀況，隔膜孔洞、厚度、阻抗的設(shè)計(jì)也成為判別電池品質(zhì)好壞的重要指標(biāo)。對于鎳氫電池，如果隔膜的透氣性不好，電池過充時正極產(chǎn)生的氧氣可能無法被快速復(fù)合掉，造成電池內(nèi)壓升高，當(dāng)壓力升高達(dá)到一定值后將從安全閥泄壓從而造成電解液的損失；隔膜透氣性好將有利于電池的氧復(fù)合順利進(jìn)行，增加電池的耐過充性能。對于鋰電池，如果隔膜的透氣性不好，將影響鋰離子在正負(fù)極之間的傳遞，繼而影響鋰電池的充放電。
3、電池隔膜的透氣性檢測
隔膜的透氣性主要是針對氧氣而言，它需要達(dá)到一定的范圍以滿足使用要求。隔膜的透氣性、面密度、吸堿百分比等參數(shù)都是相互關(guān)聯(lián)的。如果隔膜透氣性很大，則隔膜的面密度就會有所降低，這會對電池的性能產(chǎn)生一定的影響。但是如果其它各項(xiàng)參數(shù)均達(dá)到理想的范圍內(nèi)，而隔膜的透氣性卻不好，一樣會影響電池的性能，因此對隔膜的透氣性進(jìn)行檢測是很有必要的。
4、BTY-B1P透氣性測試儀
Labthink BTY-BIP采用正壓法，能夠提供的上下測試腔的壓差可達(dá)0.1MPa，完全可以滿足電池隔膜透氣性檢測的壓力條件；再者，BTY-BIP采用高分辨率的傳感器為電池隔膜的精確測量提供了可靠保障，由于傳感器的分辨率高，同時也提高了試驗(yàn)的測試效率。BTY-BIP可對試樣進(jìn)行連續(xù)測試并且能夠保持高精度、高數(shù)據(jù)重度性，如隔膜A在4月28日的10:26～11:26期間連續(xù)進(jìn)行了9次試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果分別為：211.5，203.6，205.9，220.6，214.4，214.2，217.3，211.4，214.3（單位：s/100cc·in2·1.22kPa），計(jì)算可得測試平均值是212.6 s/100cc·in2·1.22kPa，標(biāo)準(zhǔn)偏差S是5.3，數(shù)據(jù)波動百分比CV%是2.49％，由此看出，數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性、重復(fù)性是相當(dāng)好的。
鋰離子電池保護(hù)電路包括過度充電保護(hù)、過電流／短路保護(hù)和過放電保護(hù)，要求過充電保護(hù)高精密度、保護(hù)IC功耗低、高耐壓以及零伏可充電等特性。本文詳細(xì)介紹了這三種保護(hù)電路的原理、新功能和特性要求。
近年來，PDA、數(shù)字相機(jī)、手機(jī)、可攜式音訊設(shè)備和藍(lán)芽設(shè)備等越來越多的產(chǎn)品采用鋰電池作為主要電源。鋰電池具有體積小、能量密度高、無記憶效應(yīng)、循環(huán)壽命高、高電壓電池和自放電率低等優(yōu)點(diǎn)，與鎳鎘、鎳氫電池不太一樣，鋰電池必須考慮充電、放電時的安全性，以防止特性劣化。針對鋰電池的過充、過度放電、過電流及短路保護(hù)很重要，所以通常都會在電池包內(nèi)設(shè)計(jì)保護(hù)線路用以保護(hù)鋰電池。
由于鋰離子電池能量密度高，因此難以確保電池的安全性。在過度充電狀態(tài)下，電池溫度上升后能量將過剩，于是電解液分解而產(chǎn)生氣體，因內(nèi)壓上升而產(chǎn)生自燃或破裂的危險(xiǎn)；反之，在過度放電狀態(tài)下，電解液因分解導(dǎo)致電池特性及耐久性劣化，因而降低可充電次數(shù)。
鋰離子電池的保護(hù)電路就是要確保這樣的過度充電及放電狀態(tài)時的安全性，并防止特性劣化。鋰離子電池的保護(hù)電路是由保護(hù)IC及兩顆功率MOSFET所構(gòu)成，其中保護(hù)IC監(jiān)視電池電壓，當(dāng)有過度充電及放電狀態(tài)時切換到以外掛的功率MOSFET來保護(hù)電池，保護(hù)IC的功能有過度充電保護(hù)、過度放電保護(hù)和過電流／短路保護(hù)。
一、工作原理及特點(diǎn)
HT3601鋰電池保護(hù)板是在深入研究目前鋰電池保護(hù)板生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，利用電容模擬電池充放電的原理研制而成的。它具有功能完善，操作簡單，檢測速度快等特點(diǎn)。
二、適用范圍
用于各種3.6V鋰電池保護(hù)板的質(zhì)量檢測。
三、主要技術(shù)參數(shù)
1、輸入電源：AC 220V±10% 50Hz±2Hz
2、額定功率：15VA
3、過充電壓：0 - 5.0V
4、過放電壓：1.5 - 5.0V
5、漏電電流：0 – 199.9uA短路保護(hù)速度：0 – 200mS.一般短路保護(hù)速度在10mS以內(nèi)，如果測出保護(hù)速度在200mS以上，說明該板無短路保護(hù)。
6、電壓測試精度+1.5％
7、靜態(tài)電流精度+1uA
8、短路保護(hù)精度+1mS
9、對于功能完好的保護(hù)板全部測試僅需6秒
5、總結(jié)
電池隔膜的透氣性是衡量電池隔膜的一項(xiàng)重要指標(biāo)，進(jìn)而也是衡量電池品質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。
1、電池結(jié)構(gòu)
電池主要由正極、負(fù)極、隔板、電解液四部分構(gòu)成，隔膜是特殊形式的隔板。在使用隔膜之前，漿糊紙?jiān)米鞲舭鍙V泛應(yīng)用于糊式電池和紙板電池中，當(dāng)電池工業(yè)發(fā)展到堿性電池、二次電池之后，以前的漿糊紙已經(jīng)無法滿足電池設(shè)計(jì)的要求，在多種指標(biāo)上均占優(yōu)勢的隔膜就成為主要使用的隔板了。
2、電池隔膜的作用
電池隔膜是電池結(jié)構(gòu)中最重要的一部分，它作為電池的正負(fù)極之間的隔離板，首先它必須具備良好的電絕緣性，其次由于它在電解液中處于浸濕狀態(tài)，必須具備良好的耐堿性，并且要有良好的透氣性等。因此電池制造商在選擇隔膜時多選用在較廣的溫度范圍內(nèi)（-55℃～85℃）保持電子穩(wěn)定性、體積穩(wěn)定性、和化學(xué)穩(wěn)定性，對電子呈高阻，對離子呈低阻，便于氣體擴(kuò)散的盡量薄的隔離板。隔膜性能的好壞在很大程度上將影響電池的循環(huán)壽命和自放電狀況，隔膜孔洞、厚度、阻抗的設(shè)計(jì)也成為判別電池品質(zhì)好壞的重要指標(biāo)。對于鎳氫電池，如果隔膜的透氣性不好，電池過充時正極產(chǎn)生的氧氣可能無法被快速復(fù)合掉，造成電池內(nèi)壓升高，當(dāng)壓力升高達(dá)到一定值后將從安全閥泄壓從而造成電解液的損失；隔膜透氣性好將有利于電池的氧復(fù)合順利進(jìn)行，增加電池的耐過充性能。對于鋰電池，如果隔膜的透氣性不好，將影響鋰離子在正負(fù)極之間的傳遞，繼而影響鋰電池的充放電。
3、電池隔膜的透氣性檢測
隔膜的透氣性主要是針對氧氣而言，它需要達(dá)到一定的范圍以滿足使用要求。隔膜的透氣性、面密度、吸堿百分比等參數(shù)都是相互關(guān)聯(lián)的。如果隔膜透氣性很大，則隔膜的面密度就會有所降低，這會對電池的性能產(chǎn)生一定的影響。但是如果其它各項(xiàng)參數(shù)均達(dá)到理想的范圍內(nèi)，而隔膜的透氣性卻不好，一樣會影響電池的性能，因此對隔膜的透氣性進(jìn)行檢測是很有必要的。
4、BTY-B1P透氣性測試儀
Labthink BTY-BIP采用正壓法，能夠提供的上下測試腔的壓差可達(dá)0.1MPa，完全可以滿足電池隔膜透氣性檢測的壓力條件；再者，BTY-BIP采用高分辨率的傳感器為電池隔膜的精確測量提供了可靠保障，由于傳感器的分辨率高，同時也提高了試驗(yàn)的測試效率。BTY-BIP可對試樣進(jìn)行連續(xù)測試并且能夠保持高精度、高數(shù)據(jù)重度性，如隔膜A在4月28日的10:26～11:26期間連續(xù)進(jìn)行了9次試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果分別為：211.5，203.6，205.9，220.6，214.4，214.2，217.3，211.4，214.3（單位：s/100cc·in2·1.22kPa），計(jì)算可得測試平均值是212.6 s/100cc·in2·1.22kPa，標(biāo)準(zhǔn)偏差S是5.3，數(shù)據(jù)波動百分比CV%是2.49％，由此看出，數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性、重復(fù)性是相當(dāng)好的。
鋰離子電池保護(hù)電路包括過度充電保護(hù)、過電流／短路保護(hù)和過放電保護(hù)，要求過充電保護(hù)高精密度、保護(hù)IC功耗低、高耐壓以及零伏可充電等特性。本文詳細(xì)介紹了這三種保護(hù)電路的原理、新功能和特性要求。
近年來，PDA、數(shù)字相機(jī)、手機(jī)、可攜式音訊設(shè)備和藍(lán)芽設(shè)備等越來越多的產(chǎn)品采用鋰電池作為主要電源。鋰電池具有體積小、能量密度高、無記憶效應(yīng)、循環(huán)壽命高、高電壓電池和自放電率低等優(yōu)點(diǎn)，與鎳鎘、鎳氫電池不太一樣，鋰電池必須考慮充電、放電時的安全性，以防止特性劣化。針對鋰電池的過充、過度放電、過電流及短路保護(hù)很重要，所以通常都會在電池包內(nèi)設(shè)計(jì)保護(hù)線路用以保護(hù)鋰電池。
由于鋰離子電池能量密度高，因此難以確保電池的安全性。在過度充電狀態(tài)下，電池溫度上升后能量將過剩，于是電解液分解而產(chǎn)生氣體，因內(nèi)壓上升而產(chǎn)生自燃或破裂的危險(xiǎn)；反之，在過度放電狀態(tài)下，電解液因分解導(dǎo)致電池特性及耐久性劣化，因而降低可充電次數(shù)。
鋰離子電池的保護(hù)電路就是要確保這樣的過度充電及放電狀態(tài)時的安全性，并防止特性劣化。鋰離子電池的保護(hù)電路是由保護(hù)IC及兩顆功率MOSFET所構(gòu)成，其中保護(hù)IC監(jiān)視電池電壓，當(dāng)有過度充電及放電狀態(tài)時切換到以外掛的功率MOSFET來保護(hù)電池，保護(hù)IC的功能有過度充電保護(hù)、過度放電保護(hù)和過電流／短路保護(hù)。
一、工作原理及特點(diǎn)
HT3601鋰電池保護(hù)板是在深入研究目前鋰電池保護(hù)板生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，利用電容模擬電池充放電的原理研制而成的。它具有功能完善，操作簡單，檢測速度快等特點(diǎn)。
二、適用范圍
用于各種3.6V鋰電池保護(hù)板的質(zhì)量檢測。
三、主要技術(shù)參數(shù)
1、輸入電源：AC 220V±10% 50Hz±2Hz
2、額定功率：15VA
3、過充電壓：0 - 5.0V
4、過放電壓：1.5 - 5.0V
5、漏電電流：0 – 199.9uA短路保護(hù)速度：0 – 200mS.一般短路保護(hù)速度在10mS以內(nèi)，如果測出保護(hù)速度在200mS以上，說明該板無短路保護(hù)。
6、電壓測試精度+1.5％
7、靜態(tài)電流精度+1uA
8、短路保護(hù)精度+1mS
9、對于功能完好的保護(hù)板全部測試僅需6秒
5、總結(jié)
電池隔膜的透氣性是衡量電池隔膜的一項(xiàng)重要指標(biāo)，進(jìn)而也是衡量電池品質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。
